氨基酸代謝級第1頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

主要內容

一、蛋白質的營養作用二、蛋白質的消化、吸收與腐敗三、氨基酸的一般代謝四、氨的代謝五、個別氨基酸的代謝第2頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五1.氮平衡的概念，必需氨基酸的概念及種類。2.氨基酸脫氨基作用方式：轉氨基、L-谷氨酸氧化脫氨基、聯合脫氨基作用的基本過程，轉氨酶及輔酶，L-谷氨酸脫氫酶。

3.體內氨的來源，尿素生成鳥氨酸循環的器官、細

胞定位及反應過程。體內氨的轉運。4.一碳單位的概念、載體及生理功能。

5.體內活性甲基的形式。目的要求掌握第3頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

目的要求

1.蛋白質的生理功能、營養價值及生理需要量。2.蛋白質的腐敗作用及腐敗產物。

3.泛素的概念，蛋白質降解的泛素反應，氨基酸代謝概況。

4.氨基酸碳鏈骨架可轉換或分解

5.尿素合成調節。6.氨基酸脫羧基作用及其生成的幾種重要的生理活性物質。

7.產生一碳單位的氨基酸。8.甲硫氨酸循環和肌酸合成。9.苯丙氨酸和酪氨酸代謝生成的生理活性物質。1.蛋白質消化中各種酶的作用及氨基酸的吸收過程。2.高血氨癥和氨中毒。3.一碳單位的相互轉變。4.含硫氨基酸的代謝。

5.苯酮酸尿癥、白化病。

6.色氨酸及支鏈氨基酸的代謝。

熟悉了解第4頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五蛋白質的營養作用

NutritionalFunctionofProtein

第一節第5頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五一、體內蛋白質具有多方面的重要功能（一）蛋白質維持細胞組織的生長、更新和修補（二）蛋白質參與體內多種重要的生理活動催化（酶）、免疫（抗原及抗體）、運動（肌肉）、物質轉運（載體）、凝血、某些激素等。每克蛋白質在體內氧化分解可釋放17.19kJ(4.1kcal)的能量，人體每日18%能量由蛋白質提供。可由糖和脂肪替代，是次要功能。

（三）蛋白質可作為能源物質氧化供能參與構成各種細胞組織是蛋白質最重要的功能第6頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五二、體內蛋白質的代謝狀況可用氮平衡描述

氮平衡(nitrogenbalance)攝入食物的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關系。氮總平衡：攝入氮=排出氮（合成=分解，正常成人）氮正平衡：攝入氮>排出氮（合成>分解，兒童、

孕婦、恢復期病人）氮負平衡：攝入氮<排出氮（合成<分解，饑餓、出血、嚴重燒傷及消耗性疾病患者）第7頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

蛋白質的生理需要量根據成人在不進食蛋白質時每天最少分解20克蛋白質，并且食物蛋白質與人體蛋白質組成有差異，不可能全部被利用。所以，成人每日蛋白質最低生理需要量為30g~50g，我國營養學會推薦成人每日蛋白質需要量為80g。氮平衡的意義可以反映體內蛋白質合成與分解代謝的概況。第8頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五營養必需氨基酸(essentialaminoacid)指體內需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸，共有8種：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。

其余12種氨基酸體內可以合成，稱為營養非必需氨基酸。三、營養必需氨基酸決定蛋白質的營養價值組和精雖能合成，但合成量不多，長期缺乏也會造成負氮平衡，有人也將其歸為必需氨基酸。

第9頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

蛋白質的營養價值(nutritionvalue)蛋白質的營養價值是指食物蛋白質在體內的利用率，取決于必需氨基酸的數量、種類、量質比。含必需氨基酸種類多而數量足的蛋白質其營養價值高，反之營養價值低。動物蛋白質營養價值高于植物蛋白質。

蛋白質的互補作用指營養價值較低的蛋白質混合食用，其必需氨基酸可以互相補充而提高營養價值。如谷類蛋白含賴氨酸少而含色氨酸多，豆類蛋白含賴氨酸多而含色氨酸少，二者混合食用可提高營養價值。第10頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五第二節

蛋白質的消化、吸收和腐敗Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins第11頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五一、外源性蛋白質消化成氨基酸和寡肽后被吸收

蛋白質消化的生理意義

由大分子轉變為小分子，便于吸收。消除種屬特異性和抗原性，防止過敏、毒性反應。（一）蛋白質在胃和腸道被消化成氨基酸和寡肽

蛋白質消化的部位從胃中開始，主要在小腸中進行。第12頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五1、蛋白質在胃中被水解成多肽和氨基酸胃蛋白酶的最適pH為1.5-2.5，對蛋白質肽鍵的作用特異性較差，主要水解由芳香族氨基酸、甲硫氨酸和亮氨酸所形成的肽鍵，產物主要為多肽及少量氨基酸。

胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)食物蛋白質多肽+少量氨基酸胃蛋白酶胃蛋白酶對乳中的酪蛋白有凝乳作用，形成乳塊而延長停留時間，有利于充分消化。第13頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五2.蛋白質在小腸被水解成小肽和氨基酸

——小腸是蛋白質消化的主要部位。胰液酶及其作用胰液蛋白酶是消化蛋白質的主要酶，最適pH為7.0左右，包括內肽酶和外肽酶。

內肽酶(endopeptidase)特異水解蛋白質肽鏈內部的一些肽鍵，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶。

外肽酶(exopeptidase)自肽鏈的末段開始，每次水解一個氨基酸殘基，主要有羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。第14頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五蛋白水解酶作用示意圖氨基肽酶內肽酶羧基肽酶氨基酸

+氨基酸二肽酶第15頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

腸液中酶原的激活胰蛋白酶(trypsin)腸激酶(enterokinase)胰蛋白酶原彈性蛋白酶(elastase)彈性蛋白酶原糜蛋白酶(chymotrypsin)糜蛋白酶原羧基肽酶(A或B)(carboxypeptidase)羧基肽酶原(A或B)十二指腸分泌→第16頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五小腸粘膜細胞對蛋白質的消化作用小腸粘膜細胞中有兩種寡肽酶(oligopeptidase)：氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)。氨基肽酶從氨基末端逐個水解出氨基酸，生成二肽再經二肽酶水解，最終產物為氨基酸。

可保護胰組織免受蛋白酶的自身消化作用。保證酶在其特定的部位和環境發揮催化作用。酶原還可視為酶的貯存形式。

酶原激活的意義第17頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（二）氨基酸通過主動轉運過程被吸收

吸收部位：主要在小腸吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收機制：耗能的主動吸收過程第18頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

氨基酸吸收載體氨基酸主要在小腸主動轉運吸收，依賴腸黏膜細胞膜上的載體蛋白轉運。載體蛋白與氨基酸、Na+組成三聯體，由ATP供能將氨基酸、Na+轉入細胞內，Na+再由鈉泵排出細胞。七種轉運蛋白(transporter)中性氨基酸轉運蛋白酸性氨基酸轉運蛋白堿性氨基酸轉運蛋白亞氨基酸轉運蛋白β氨基酸轉運蛋白二肽轉運蛋白三肽轉運蛋白第19頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

γ-谷氨酰基循環對氨基酸的轉運作用γ-谷氨酰基循環(γ-glutamylcycle)過程：首先由谷胱甘肽對氨基酸的轉運其次是谷胱甘肽再合成部位：小腸黏膜細胞、腎小管細胞和腦組織。第20頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨酰環化轉移酶氨基酸5-氧脯氨酸谷氨酸

5-氧脯氨酸酶ATPADP+Piγ-谷氨酰半胱氨酸γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽合成酶ATPADP+Pi細胞外

γ-谷氨酰基轉移酶細胞膜谷胱甘肽

GSH細胞內γ-谷氨酰基循環過程γ-谷氨酰氨基酸氨基酸目錄關鍵酶第21頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五利用腸粘膜細胞上的二肽或三肽轉運體系此種轉運也是耗能的主動吸收過程吸收作用在小腸近端較強

肽的吸收第22頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五二、蛋白質在腸道發生腐敗作用腸道細菌對未被消化的蛋白質及未被吸收的氨基酸所起的分解作用。腐敗作用的產物大多對人體有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可產生少量的脂肪酸及維生素等可被機體利用的物質。

蛋白質的腐敗作用(putrefaction)第23頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（一）腸道細菌通過脫羧基作用產生胺類蛋白質

氨基酸胺類(amines)蛋白酶

脫羧基作用

組氨酸組胺

賴氨酸尸胺

色氨酸

色胺

酪氨酸酪胺細菌細菌苯丙氨酸苯乙胺（有毒性）（降血壓作用）（降血壓作用）（升血壓作用）經肝臟代謝轉化為無毒形式排出體外。第24頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

假神經遞質(falseneurotransmitter)

某些物質(如苯乙醇胺，β-羥酪胺）結構與神經遞質（如兒茶酚胺）結構相似，可取代正常神經遞質從而影響腦功能，稱假神經遞質。苯乙胺苯乙醇胺酪胺

β-羥酪胺

它們可取代神經遞質兒茶酚胺與腦細胞結合，但不能傳遞神經沖動，使大腦發生異常抑制。第25頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（二）腸道細菌通過脫氨基或尿素酶的作用產生氨

降低腸道pH，NH3轉變為NH4+以胺鹽形式排出，可減少氨的吸收，這是酸性灌腸的依據。未被吸收的氨基酸滲入腸道的尿素氨（NH3)(ammonia)腸道細菌脫氨基作用細菌尿素酶血液尿素第26頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（三）腐敗作用產生其它有害物質酪氨酸

苯酚半胱氨酸

硫化氫

色氨酸

吲哚正常情況下，上述有害物質大部分隨糞便排出，只有小部分被吸收，經肝的代謝轉變而解毒，故不會發生中毒現象。第27頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五第三節

氨基酸的一般代謝GeneralMetabolismofAminoAcids第28頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五一、體內蛋白質分解生成氨基酸成人體內的蛋白質每天約有1%~2%被降解，主要是肌肉蛋白質。蛋白質降解產生的氨基酸，大約70%~80%被重新利用合成新的蛋白質。第29頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

蛋白質的半壽期(half-life)蛋白質降低其原濃度一半所需要的時間，用t1/2表示。（一）蛋白質以不同的速率進行降解不同的蛋白質降解速率不同，降解速率隨生理需要而變化。蛋白質的降解速率用半壽期表示。

不同蛋白質的t1/2差別很大，短則數秒，長則數月。第30頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五不依賴ATP和泛素；利用溶酶體中的組織蛋白酶(cathepsin)降解主要降解外源性蛋白、膜蛋白和長壽蛋白質。1.蛋白質在溶酶體通過ATP-非依賴途徑被降解（二）真核細胞內蛋白質的降解有兩條重要途徑溶酶體中含有多種蛋白水解酶，稱為組織蛋白酶。特點：第31頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五2.蛋白質在蛋白酶體通過ATP-依賴途徑被降解

依賴ATP和泛素降解異常蛋白和短壽蛋白質

泛素(ubiquitin)76個氨基酸組成的多肽(8.5kD)

廣泛存在于真核生物而得名一級結構高度保守特點：第32頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五首先由泛素與選擇性被降解蛋白質形成共價連接，使其標記并激活，此作用稱為泛素化。泛素化包括三種酶參與的3步反應，并需消耗ATP。然后是蛋白酶體(proteasome)對泛素化蛋白質進行降解，產生一些寡肽鏈，肽鏈進一步水解生成氨基酸。

泛素介導的蛋白質降解過程第33頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五泛素化過程E1：泛素激活酶E2：泛素結合酶E3：泛素蛋白連接酶UBCO-O+HS-E1ATPAMP+PPiUBCOS

E1HS-E2HS-E1UBCOSE2UBCOSE1UB：泛素Pr：被降解蛋白質PrHS-E2UBCOSE2UBCNHOE3Pr第34頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五蛋白酶體存在于細胞核和胞漿內，主要降解異常蛋白質和短壽蛋白質。26S蛋白質酶體20S的核心顆粒(CP)19S的調節顆粒(RP):18個亞基組成,6個亞基具有ATP酶活性2個α環：每個α由7個α亞基2個β環：每個β由7個β亞基蛋白酶體(proteasome)有3個β亞基具有蛋白酶活性。第35頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五第36頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五泛素介導的蛋白質降解過程：第37頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五二、外源性氨基酸與內源性氨基酸組成氨基酸代謝庫食物蛋白質經消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）與體內組織蛋白質降解產生的氨基酸及體內合成的非必需氨基酸（內源性氨基酸）混在一起，分布于體內各處參與代謝，稱為氨基酸代謝庫。氨基酸代謝庫(metabolicpool)

由于氨基酸不能自由通過細胞膜，所以體內氨基酸分布不均勻。如：肌肉占50%，肝臟約占10%，腎臟約占4%，血漿約占1%~6%。第38頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五氨基酸代謝概況：合成分解嘌呤、嘧啶、肌酸等含氮化合物代謝轉變胺類+CO2脫羧基作用脫氨基作用消化吸收其它含氮物質非必需氨基酸NH3CO2+H2O糖或脂類α-酮酸谷氨酰胺尿素食物蛋白質組織蛋白質血液氨基酸組織氨基酸氨基酸代謝庫第39頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五三、聯合脫氨基作用是體內主要的脫氨基途徑

定義指氨基酸脫去氨基生成相應α-酮酸的過程。脫氨基方式氧化脫氨基轉氨基作用聯合脫氨基非氧化脫氨基

轉氨基和氧化脫氨基偶聯轉氨基和嘌呤核苷酸循環偶聯第40頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（一）氨基酸通過轉氨基作用脫去氨基轉氨基作用(transamination)1、轉氨基作用由轉氨酶催化完成

在轉氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸α-氨基可逆的轉移到另一種α-酮酸的酮基上，結果氨基酸脫去氨基生成相應的α-酮酸，而另一種α-酮酸接受此氨基生成相應的氨基酸的過程。第41頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

反應可逆進行，因此，轉氨基作用既可用于氨基酸的分解代謝，其逆過程又可合成非必需氨基酸。

大多數氨基酸都可參與轉氨基作用，但賴氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸除外。-氨基酸-酮酸-酮酸-氨基酸

反應通式第42頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

轉氨酶

轉氨酶有多種，幾乎每一種氨基酸都有其相應的轉氨酶。其中重要的轉氨酶有兩種：谷丙轉氨酶（GPT），又稱丙氨酸轉氨酶（ALT）；谷草轉氨酶（GOT），又稱天冬氨酸轉氨酶（AST）谷氨酸+丙酮酸-酮戊二酸+丙氨酸谷丙轉氨酶谷氨酸+草酰乙酸-酮戊二酸+天冬氨酸谷草轉氨酶第43頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五正常人各組織中GPT及GOT活性(單位/克濕組織)轉氨酶屬于胞內酶，正常血清含量很低。但當某種原因導致細胞膜通透性增加或細胞破壞時，轉氨酶釋放進入血液，引起血清轉氨酶活性明顯增高，臨床上可作為疾病診斷和預后的指標之一。組織GPTGOT組織GPTGOT

肝44000142000胰腺200028000

腎1900091000脾120014000

心7100156000肺70010000

骨骼肌480099000血清1620第44頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五2.各種轉氨酶都具有相同的輔酶和作用機制

轉氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛（VitB6的磷酸酯）氨基酸磷酸吡哆醛α-酮酸

磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸轉氨酶

磷酸吡哆醛與磷酸吡哆胺的互變起到傳遞氨基的作用。第45頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五H2O+H2O第46頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五轉氨基作用不僅是體內多數氨基酸脫氨基的重要方式，也是機體合成非必需氨基酸的重要途徑。

通過此種方式并未產生游離的氨。

轉氨基作用的生理意義第47頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（二）L-谷氨酸通過L-谷氨酸脫氫酶催化脫去氨基存在于肝、腦、腎中輔酶為

NAD+或NADP+GTP、ATP為其抑制劑GDP、ADP為其激活劑催化酶：

L-谷氨酸脫氫酶L-谷氨酸NH3α-酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O亞谷氨酸（六聚體的變構酶）第48頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

聯合脫氨基作用

定義

兩種脫氨基的方式聯合作用，使氨基酸脫下α-氨基生成α-酮酸的過程。類型①轉氨基偶聯氧化脫氨基作用②轉氨基偶聯嘌呤核苷酸循環第49頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

轉氨基偶聯氧化脫氨基作用氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+轉氨酶NH3+NADH+H+L-谷氨酸脫氫酶此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、腎和腦組織進行。第50頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（三）氨基酸通過嘌呤核苷酸循環脫去氨基蘋果酸

腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤核苷酸

(IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸

谷氨酸α-酮酸轉氨酶1草酰乙酸天冬氨酸轉氨酶

2此種方式主要在肌肉組織進行。腺苷酸脫氨酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)第51頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（四）氨基酸通過氨基酸氧化酶脫去氨基O+H2O過氧化氫酶L-谷氨酸氧化酶屬于黃酶類，存在于肝腎，輔基是FMN或FAD。第52頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五三、氨基酸碳鏈骨架可進行轉換或分解氨基酸脫氨基后生成的-酮酸(-ketoacid）主要有三條代謝去路。（一）α-酮酸可徹底氧化分解并提供能量（二）α-酮酸經氨基化生成營養非必需氨基酸α-酮酸在體內可通過TAC和氧化磷酸化徹底氧化為H2O和CO2，同時生成ATP。丙酮酸+NH3丙氨酸草酰乙酸+NH3天冬氨酸α-酮戊二酸+NH3谷氨酸第53頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（三）α-酮酸可轉變成糖及脂類化合物

實驗發現，分別用各種氨基酸喂養人工糖尿病的狗時，大多數氨基酸可使狗的尿中葡萄糖的排泄量增加，少數幾種氨基酸使葡萄糖和酮體的排泄量都增加，飼喂亮氨酸和賴氨酸時，只能使酮體的排量增加，因此將氨基酸分為三大類：(1)生糖氨基酸：在體內可轉變為糖的氨基酸。共有12種。(2)生酮氨基酸：在體內可轉變為酮體的氨基酸，有亮、賴氨酸兩種。(3)生糖兼生酮氨基酸：既能轉變為糖又能轉變為酮體的氨基酸，有五種。第54頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五第55頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸檸檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸絲氨酸蘇氨酸色氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸異亮氨酸甲硫氨酸絲氨酸蘇氨酸纈氨酸酮體亮氨酸賴氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸谷氨酸精氨酸谷氨酰胺組氨酸纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯系TAC第56頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五第四節

氨的代謝MetabolismofAmmonia第57頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五一、體內有毒性的氨有三個重要來源（一）氨基酸脫氨基作用和胺類分解均可產生氨

RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶氨基酸脫氨基作用產生的氨是體內氨的主要來源。

胺類分解也可產生氨第58頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（三）腎小管上皮細胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺

谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶H2O（二）腸道細菌腐敗作用產生氨蛋白質和氨基酸在腸道細菌作用下產生的氨尿素經腸道細菌尿素酶水解產生的氨腸道產氨較多，每天約4克。主要在結腸吸收入血。NH3分泌到腎小管腔與H+結合成NH4+隨尿排出。第59頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式轉運（一）通過丙氨酸-葡萄糖循環氨從肌肉運往肝

生理意義肌肉中氨以無毒的丙氨酸形式運輸到肝。肝為肌肉提供葡萄糖。氨在血液中的運輸形式：丙氨酸和谷氨酰胺。第60頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五丙氨酸葡萄糖

肌肉蛋白質氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸糖酵解途徑肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循環糖異生肝丙氨酸-葡萄糖循環葡萄糖轉氨酶第61頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（二）通過谷氨酰胺,氨從腦和肌肉等組織運往肝或腎

反應過程谷氨酰胺既是氨的解毒產物，也是氨的儲存及運輸形式，也是合成蛋白質的原料。谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶+

H2O生理意義在腦、肌肉合成谷氨酰胺，運輸到肝和腎后再分解為氨和谷氨酸。氨在肝合成尿素，解除氨毒。第62頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路體內氨的去路有：氨在肝內合成尿素，這是氨的最主要的去路；

谷氨酸

+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi

腎小管泌氨分泌的NH3在酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。合成非必需氨基酸及其它含氮化合物；合成谷氨酰胺。第63頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（一）Krebs提出尿素是通過鳥氨酸循環合成的學說尿素生成的過程由HansKrebs和KurtHenseleit提出，稱為鳥氨酸循環(orinithinecycle)，又稱尿素循環(ureacycle)或Krebs-Henseleit循環。第64頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五1.NH3、CO2和ATP縮合生成氨基甲酰磷酸

CO2+NH3

+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反應在線粒體中進行（二）肝中鳥氨酸循環合成尿素的詳細步驟（關鍵酶）反應不可逆。消耗2分子ATP。第65頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)是一種變構酶。N-乙酰谷氨酸為其激活劑，可誘導CPS-Ⅰ

構象改變，增加酶對ATP的親和力而激活。N-乙酰谷氨酸(AGA)第66頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五2.氨基甲酰磷酸與鳥氨酸反應生成瓜氨酸鳥氨酸氨基甲酰轉移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸反應在線粒體中進行反應不可逆。瓜氨酸生成后進入胞液。第67頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五3.瓜氨酸與天冬氨酸反應生成精氨酸代琥珀酸反應在胞液中進行。

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸(CH2)3ATP供能。天冬氨酸提供了尿素分子第二個氮原子。第68頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸4.精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸反應在胞液中進行。第69頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五5.精氨酸水解釋放尿素并再生成鳥氨酸反應在胞液中進行。尿素鳥氨酸精氨酸H2O第70頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五鳥氨酸循環2ADP+PiCO2+NH3

+H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鳥氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸蘋果酸α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鳥氨酸尿素線粒體胞液第71頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五反應小結：原料：2分子氨，一個來自于游離氨，另一個來自天冬氨酸。而天冬氨酸又可由其他氨基酸轉氨基生成。因此，尿素分子中2分子氨都是直接或間接來自各種氨基酸。耗能：3個ATP，4個高能磷酸鍵。過程：通過鳥氨酸循環，先在線粒體中進行，再在胞液中進行。第72頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（三）尿素合成受膳食蛋白質和兩種限速酶活性的調節1.高蛋白質膳食促進尿素合成高蛋白膳食合成↑低蛋白膳食合成↓

2.AGA激活CPS-Ⅰ啟動尿素合成：

AGA是CPS-Ⅰ的變構激活劑，AGA是由乙酰CoA和谷氨酸在AGA合成酶催化生成。精氨酸又是AGA合成酶的激活劑，所以，精氨酸含量增高時，促進尿素合成。3.精氨酸代琥珀酸合成酶活性促進尿素合成：尿素合成酶系中的精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶，該酶活性最低，可調節尿素合成速度。第73頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五酶相對活性氨基甲酰磷酸合成酶鳥氨酸氨基甲酰轉移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶4.5163.01.03.3149.0正常成人肝尿素合成酶的相對活性酶相對活性氨基甲酰磷酸合成酶鳥氨酸氨基甲酰轉移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶4.5163.01.03.3149.0第74頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五血氨濃度升高稱高血氨癥(hyperammonemia)高血氨癥時，氨進入腦組織，可引起腦功能障礙，稱氨中毒(ammoniapoisoning)。（四）尿素合成障礙可引起高血氨癥與氨中毒常見于肝功能嚴重損傷或尿素合成相關酶的遺傳缺陷。

正常情況下，血氨的來源和去路保持動態平衡，氨在肝中合成尿素是維持動態平衡的關鍵。某些原因導致肝臟尿素合成障礙時，血氨濃度升高。第75頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五TAC↓腦供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3

腦內α-酮戊二酸↓氨中毒的可能機制第76頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五第五節

個別氨基酸的代謝MetabolismofIndividualAminoAcids第77頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五

一、氨基酸的脫羧基作用產生特殊的胺類化合物脫羧基作用(decarboxylation)氨基酸脫羧酶氨基酸胺類RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛（毒性）第78頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（一）谷氨酸經谷氨酸脫羧酶催化生成γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid,GABA)GABA是抑制性神經遞質，對中樞神經有抑制作用。GABACOOH(CH2)2CH2NH2

CO2L-谷氨酸脫羧酶COOH(CH2)2CHNH2COOHL-谷氨酸（腦腎含量很高）第79頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（二）組氨酸經組氨酸脫羧酶催化生成組胺(histamine)組胺是強烈的血管舒張劑，可增加毛細血管的通透性，還可刺激胃蛋白酶原及胃酸的分泌。L-組氨酸組胺組氨酸脫羧酶CO2HNNCH2CHCOOHNH2HNNCH2CH2NH2組胺在體內分布廣泛，以肝、肺、乳腺、肌肉及胃粘膜中含量較高，主存于肥大細胞中。第80頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（三）色氨酸經5-羥色胺酸生成5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)5-HT在腦內作為神經遞質，具有抑制作用；在外周組織有收縮血管的作用。5-羥色氨酸5-HT色氨酸羥化酶5-羥色氨酸脫羧酶CO2色氨酸CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNH2HOCH2CH2NH2HO5-HT在體內分布廣泛，神經組織含量較高，還存于胃腸道、血小板及乳腺細胞中。第81頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（四）某些氨基酸的脫羧基作用可產生多胺類(polyamines)物質多胺是調節細胞生長的重要物質。在生長旺盛的組織（如胚胎、再生肝、腫瘤組織）含量較高，其限速酶鳥氨酸脫羧酶活性較強。

鳥氨酸腐胺

S-腺苷甲硫氨酸

(SAM)脫羧基SAM

鳥氨酸脫羧酶CO2SAM脫羧酶CO2精脒

(spermidine)丙胺轉移酶5'-甲基-硫-腺苷丙胺轉移酶

精胺

(spermine)ATP5'-甲基-硫-腺苷甲硫氨酸第82頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五二、某些氨基酸在分解代謝中產生一碳單位一碳單位的定義（一）四氫葉酸作為一碳單位的運載體參與一碳單位代謝

某些氨基酸在分解代謝過程中產生的含有一個碳原子的基團，稱為一碳單位(onecarbonunit)。包括甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基、亞胺甲基等。

第83頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五一碳單位的種類甲基(methyl)-CH3甲烯基(methylene)-CH2-甲炔基(methenyl)-CH=甲酰基(formyl)-CHO亞胺甲基(formimino)-CH=NH第84頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五一碳單位的載體——四氫葉酸FH4的生成FFH2FH4FH2還原酶FH2還原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+第85頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五FH4攜帶一碳單位的形式

（一碳單位通常是結合在FH4分子的N5、N10位上）N5—CH3—FH4N5-甲基四氫葉酸N5,N10—CH2—FH4N5N10-甲烯四氫葉酸N5,N10=CH—FH4N5N10-甲炔四氫葉酸N10—CHO—FH4N10-甲酰四氫葉酸N5—CH=NH—FH4N5-亞氨甲基四氫葉酸第86頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五一碳單位主要來源于絲氨酸、甘氨酸、組氨酸及色胺酸的分解代謝絲氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4組氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸N10—CHO—FH4（二）由氨基酸產生的一碳單位可相互轉變第87頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五一碳單位的互相轉變N10—CHO—FH4N5,N10=CH—FH4N5,N10—CH2—FH4N5—CH3—FH4N5—CH=NH—FH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3第88頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（三）一碳單位的主要功能是參與嘌呤、嘧啶的合成作為合成嘌呤和嘧啶的原料。如：

N10-CHO-FH4與N5,N10=CH-FH4分別為嘌呤合成提供C2與C8，N5,N10-CH2-FH4為胸腺嘧啶核苷酸合成提供甲基。把氨基酸代謝和核酸代謝聯系起來。第89頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五三、含硫氨基酸的代謝是相互聯系的胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸含硫氨基酸三種氨基酸的代謝是相互聯系的。第90頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（一）甲硫氨酸參與甲基轉移1.甲硫氨酸轉甲基作用與甲硫氨酸循環有關

甲硫氨酸分子中含有S-甲基，通過各種轉甲基作用可以生成多種含甲基的重要生理活性物質。但是,甲硫氨酸在轉甲基之前，必須首先與ATP作用，生成S-腺苷甲硫氨酸（SAM）。

第91頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五腺苷轉移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)SAM中的甲基稱為活性甲基，SAM稱為活性甲硫氨酸。SAM是體內甲基的直接供體。第92頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五甲基轉移酶RHR—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM為體內甲基的直接供體可為50多種含甲基的生理活性物質的合成供甲基。第93頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五甲硫氨酸循環(methioninecycle)甲硫氨酸S-腺苷同型半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸FH4N5—CH3—FH4N5—CH3—FH4

轉甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiR-CH3第94頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五甲硫氨酸循環的生理意義甲硫氨酸以SAM的形式供甲基后，可由N5-CH3-FH4供甲基再重新形成甲硫氨酸，以便生成SAM繼續供甲基，參與多種甲基化反應。因此，N5-CH3-FH4可視為體內甲基的間接供體。第95頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五2、甲硫氨酸為肌酸合成提供甲基肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatinephosphate)是能量儲存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肌酸以甘氨酸為骨架，由精氨酸提供脒基，SAM提供甲基而合成。肌酸在肌酸激酶的作用下，轉變為磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸代謝的終產物為肌酸酐(creatinine)。第96頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五H2O第97頁，共108頁，2023年，2月20日，星期五（三）半胱氨酸代謝可產生多種重要的生理活性物質1、半胱氨酸與胱氨酸可以互變-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2

在蛋白質分子中，兩個半胱氨酸殘基之間通過二硫鍵的形成維持蛋白質的結構。體內巰基酶的活性依賴半胱氨酸巰基，某些毒物可與酶分子的巰基結合抑制酶活性。藥物二巰基丙醇可恢復酶的巰基解除毒性。第98頁，共108頁，2